Ολοκληρωμένη γνώση προϊόντων Sulphur Black

I. Επισκόπηση προϊόντος

Το Sulphur Black (CI Sulphur Black 1, CI. 53185) είναι η μεγαλύτερη σε όγκο παραγωγής και η πιο ευρέως εφαρμοσμένη ποικιλία στην οικογένεια βαφών θείου, γνωστή ως ο "Βασιλιάς των Μαύρων Βαφών". Από τη γέννηση της πρώτης βαφής θείου το 1873 και την καθιέρωση της σύγχρονης διαδικασίας Sulphur Black το 1893, κατέχει αναντικατάστατη θέση στη βαφή ινών κυτταρίνης όπως το βαμβάκι, το λινό και η βισκόζη, χάρη στο βαθύ χρώμα, το χαμηλό κόστος και τις εξαιρετικές ιδιότητες σταθερότητας. Επί του παρόντος, η παραγωγή Sulphur Black αντιπροσωπεύει το 75% έως 85% της παγκόσμιας παραγωγής βαφής θείου.

Οι βασικές πληροφορίες αναγνώρισης περιλαμβάνουν τον αριθμό μητρώου CAS 1326-82-5, έναν μοριακό τύπο αναφοράς του C6H4N2O5 και τον αριθμό EINECS 215-444-2. Στην εμφάνιση, είναι μια γυαλιστερή μαύρη νιφάδα, κοκκώδες στερεό ή σκόνη.

II. Φυσικές και Χημικές Ιδιότητες

2.1 Βασικά Χαρακτηριστικά

Το Sulphur Black είναι αδιάλυτο στο νερό και την αλκοόλη, αλλά διαλύεται σε διάλυμα θειούχου νατρίου, σχηματίζοντας μια σκούρα πράσινη λευκομορφή. Έχει σημείο τήξης περίπου 25 βαθμούς Κελσίου. Είναι διαλυτό σε θερμό πυκνό θειικό οξύ, αποδίδει πράσινο-μπλε χρώμα και η αραίωση με νερό παράγει ένα μαύρο ίζημα.

2.2 Πρότυπα ποιότητας

Σύμφωνα με το πρότυπο της κινεζικής χημικής βιομηχανίας HG/T3427-2001, το Sulphur Black εμφανίζεται συνήθως ως λαμπερές μαύρες νιφάδες ή κόκκοι. Η χρωματική απόχρωση πρέπει να είναι κοντά στο τυπικό δείγμα και η αντοχή πρέπει να είναι 100% του προτύπου. Οι βασικές προδιαγραφές περιλαμβάνουν περιεκτικότητα σε υγρασία που δεν υπερβαίνει το 6,0%, αδιάλυτα σε διάλυμα θειούχου νατρίου που δεν υπερβαίνει το 0,3% έως 0,5%, και περιεκτικότητα σε ελεύθερο θείο που δεν υπερβαίνει το 0,5%.

2.3 Ταξινόμηση αποχρώσεων

Ανάλογα με τη διαδικασία παραγωγής, το Sulphur Black μπορεί να παρουσιάσει διαφορετικούς τόνους. Ο τύπος BN έχει μια μπλε απόχρωση, ο τύπος BRN έχει μια μπλε-κόκκινη απόχρωση και ο τύπος RN έχει μια κοκκινωπή απόχρωση. Οι τύποι διπλής- αντοχής, όπως BR 200% και BRN 200%, υποδεικνύουν διπλάσια συγκέντρωση των τυπικών τύπων.

III. Διαδικασία Παραγωγής

Η βιομηχανική παραγωγή του Sulphur Black χρησιμοποιεί κατά κύριο λόγο τη μέθοδο βρασμού. Η διαδικασία ξεκινά με 2,4-δινιτροχλωροβενζόλιο ως πρώτη ύλη. Αυτό υφίσταται υδρόλυση με διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου υπό σχεδόν-συνθήκες βρασμού για να παραχθεί 2,4-δινιτροφαινολικό νάτριο. Αυτό το ενδιάμεσο στη συνέχεια υφίσταται αντίδραση θειονίωσης με ανάμειξη με διάλυμα πολυσουλφιδίου νατρίου σε συγκεκριμένη μοριακή αναλογία και θέρμανση έως βρασμό για αντιδράσεις αναγωγής και προσθήκης θείου. Η επεξεργασία μετά την αντίδραση περιλαμβάνει οξείδωση με αέρα, ξήρανση και ανάμειξη για να σχηματιστεί η τελική εμπορική βαφή. Με τον έλεγχο της μοριακής αναλογίας φαινολικού προς πολυσουλφίδιο του νατρίου, του δείκτη θείου και της θερμοκρασίας αντίδρασης, μπορεί να ρυθμιστεί η απόχρωση του τελικού προϊόντος.

IV. Ταξινόμηση προϊόντων

Το Sulphur Black έχει εξελιχθεί σε διάφορες μορφές για να καλύψει διαφορετικές ανάγκες εφαρμογής.

4.1 Παραδοσιακή σκόνη/Κοκκώδης Μαύρος Θείου

Αυτή η φόρμα έχει μια γενική δομή D-S-S-D. Είναι αδιάλυτο στο νερό και χρειάζεται διάλυση με βρασμό με θειούχο νάτριο πριν την εφαρμογή. Χρησιμοποιείται για τη βαφή βαμβακιού, λινού και ινών βισκόζης.

4.2 Διαλυτοποιημένο Μαύρο Θείου

Με γενική δομή D-SSO3Na, αυτός ο τύπος εισάγει υδατοδιαλυτές ομάδες, επιτυγχάνοντας διαλυτότητα πάνω από 150 γραμμάρια ανά λίτρο στους 20 βαθμούς Κελσίου και προσφέροντας καλές ιδιότητες ισοπέδωσης. Σύμφωνα με το πρότυπο GB/T25809-2010, έχει περιεκτικότητα σε υγρασία που δεν υπερβαίνει το 7,0% και διαλυτότητα τουλάχιστον 60 γραμμάρια ανά λίτρο στους 60 βαθμούς Κελσίου. Τα πλεονεκτήματά του περιλαμβάνουν την ομοιόμορφη απόδοση χρώματος, την καλή διείσδυση και την έλλειψη{13}}αντιτρυφερής επεξεργασίας. Οι εφαρμογές του επεκτείνονται στη βαφή-δεψευμένου χρωμίου και στη βαφή ινών βισκόζης.

4.3 Liquid Sulphur Black (οικολογικό-)

Αυτή η φόρμα έχει δομή D-SNa και περιέχει προ-αναγωγικούς παράγοντες. Είναι ένα υγρό που μπορεί να αραιωθεί απευθείας με νερό για χρήση, εξαλείφοντας την ανάγκη διάλυσης με θειούχο νάτριο. Τα πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν χαμηλές ακαθαρσίες, υψηλή πρόσληψη βαφής και αντοχή σε στεγνό και υγρό τρίψιμο περίπου 0,5 βαθμούς υψηλότερη από τις μορφές σκόνης. Είναι φιλικό προς το περιβάλλον καθώς τα λύματα δεν περιέχουν ιζηματοποιημένες ακαθαρσίες, μειώνοντας σημαντικά το κόστος επεξεργασίας των λυμάτων. Οι εφαρμογές περιλαμβάνουν βαφή νημάτων τζιν, γκρι υφάσματος, πλεκτών και βαφή συσκευασίας.

4.4 Άλλοι τύποι

Άλλοι τύποι περιλαμβάνουν οικολογικά-θειούχες βαφές με περιεκτικότητα σε θείο πολύ χαμηλότερη από τα συνηθισμένα προϊόντα, που προσφέρουν υψηλή καθαρότητα και σταθερή ποιότητα. Οι βαφές θειικού δοχείου είναι κατάλληλες για μια-βαφή λουτρού πολυεστερικών-μιγμάτων βαμβακιού με βαφές διασποράς. Οι βαφές διασκορπισμένου θείου, που υποβάλλονται σε επεξεργασία παρόμοια με τις βαφές διασποράς, χρησιμοποιούνται για τη βαφή μιγμάτων πολυεστέρα-βισκόζης.

V. Μηχανισμός και Διαδικασία Βαφής

5.1 Αρχή βαφής

Παρόμοια με τις βαφές vat, το Sulphur Black βάφει μέσω ενός αναγωγικού-κύκλου οξείδωσης. Στο πρώτο βήμα, η διάλυση αναγωγής λαμβάνει χώρα καθώς αναγωγικοί παράγοντες όπως το θειούχο νάτριο διασπούν τους δισουλφιδικούς ή πολυσουλφιδικούς δεσμούς στη βαφή, δημιουργώντας ομάδες θειόλης και σχηματίζοντας μια υδατοδιαλυτή λευκοένωση. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της εξάντλησης, η ανιονική λευκομορφή προσροφάται σε ίνες κυτταρίνης μέσω των δυνάμεων van der Waals και του δεσμού υδρογόνου. Τέλος, η στερέωση με οξείδωση λαμβάνει χώρα καθώς η επεξεργασία με αέρα ή οξειδωτικά μέσα μετατρέπει τη λευκοένωση πίσω στην αδιάλυτη κατάστασή της, στερεώνοντάς την σταθερά πάνω στην ίνα.

5.2 Βήματα διαδικασίας βαφής

Η διαδικασία περιλαμβάνει πολλά βασικά βήματα. Πρώτον, η βαφή ανάγεται και διαλύεται, χρησιμοποιώντας συνήθως θειούχο νάτριο ως αναγωγικό παράγοντα. Στη συνέχεια, η λευκοχημική ένωση εξαντλείται στην ίνα, χρησιμοποιώντας συχνά μια μικρή αναλογία υγρού και προσθέτοντας ηλεκτρολύτες για την προώθηση της εξάντλησης. Ακολουθεί οξείδωση, είτε με έκθεση στον αέρα είτε με χρήση οξειδωτικού παράγοντα. Τέλος, η μετεπεξεργασία περιλαμβάνει πλύσιμο, λίπανση, αντι{4}}επεξεργασία και στερέωση.

5.3 Σταθερότητα βαφής

Σε βάθος 6% στο βαμβάκι, το Sulphur Black επιδεικνύει καλές ιδιότητες σταθερότητας. Η αντοχή στο φως είναι εξαιρετική, συνήθως φτάνει τον βαθμό 6. Η αντοχή στο πλύσιμο στους 95 βαθμούς Κελσίου για αλλαγή χρώματος είναι βαθμού 3 έως 4 και η αντοχή στην εφίδρωση για την αλλαγή χρώματος είναι βαθμού 4 έως 4,5. Η αντοχή στο στεγνό τρίψιμο είναι βαθμού 2 έως 3, ενώ η αντοχή στο υγρό τρίψιμο είναι χαμηλότερη στους βαθμούς 1 έως 2. Η αντοχή στη θερμική πίεση στους 200 βαθμούς Κελσίου είναι βαθμός 4.

VI. Κύριοι τομείς εφαρμογής

Η κύρια εφαρμογή για το Sulphur Black είναι στη βαφή βαμβακερών υφασμάτων, συμπεριλαμβανομένων των νημάτων, των γκρι υφασμάτων και των πλεκτών. Χρησιμοποιείται επίσης για τη βαφή ινών λινού, ινών βισκόζης και των μιγμάτων τους. Το διαλυτοποιημένο Sulphur Black βρίσκει πρόσθετες εφαρμογές στη βαφή δέρματος, στη βαφή χαρτιού και στη βαφή ινών βισκόζης.

VII. Προφυλάξεις και επίλυση προβλημάτων

7.1 Πρόβλημα αφαίρεσης ινών

Το φαινόμενο τρυφερότητας, γνωστό και ως ευθραυστότητα των ινών, συμβαίνει επειδή τα μόρια του Μαύρου θείου περιέχουν ενεργό θείο σε πολυσουλφιδικές αλυσίδες. Κάτω από υγρές και ζεστές συνθήκες, αυτό το θείο οξειδώνεται εύκολα στον αέρα για να σχηματίσει θειικό οξύ, το οποίο καταλύει την όξινη υδρόλυση των ινών κυτταρίνης, οδηγώντας σε απώλεια της αντοχής του υφάσματος.

Τα προληπτικά μέτρα περιλαμβάνουν τον έλεγχο της χρήσης της βαφής, όπως να μην υπερβαίνει τα 700 γραμμάρια ανά συσκευασία για ορισμένους τύπους. Το σχολαστικό πλύσιμο είναι απαραίτητο για την απομάκρυνση της υπολειμματικής βαφής και του ελεύθερου θείου. Θα πρέπει να εφαρμόζεται αντι-θεραπεία κατά της τρυφερότητας που χρησιμοποιεί παράγοντες όπως ουρία, ανθρακικό νάτριο ή οξικό νάτριο. Τα εμπορεύματα θα πρέπει να στεγνώνουν αμέσως μετά τη βαφή και μετά την ξήρανση, πρέπει να ψύχονται σε θερμοκρασία δωματίου πριν από τη δεματοποίηση για να αποφευχθεί η συσσώρευση θερμότητας. Συνιστάται επίσης η χρήση τρυφερών-ανθεκτικών ποιοτήτων, καθώς κατασκευάζονται με πρόσθετα όπως φορμαλδεΰδη και μονοχλωροξικό οξύ για τη σταθεροποίηση των ασταθών ατόμων θείου.

7.2 Περιβαλλοντικά Θέματα

Το παραδοσιακό Sulphur Black έχει μειονεκτήματα, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης περίσσειας θειούχου νατρίου, το οποίο παράγει λύματα{0}}που περιέχουν θείο. Η διαδικασία βαφής μπορεί επίσης να παράγει τοξικό αέριο υδρόθειο και το κόστος επεξεργασίας των λυμάτων είναι υψηλό.

Οι λύσεις σε αυτά τα ζητήματα περιλαμβάνουν την υιοθέτηση οικολογικού-υγρού Sulphur Black, το οποίο εξαλείφει την ανάγκη για διάλυση θειούχου νατρίου. Η χρήση ενός δυαδικού αναγωγικού συστήματος γλυκόζης και υδροθειώδους νατρίου είναι μια άλλη προσέγγιση. Η ανάπτυξη και η χρήση διαλυτοποιημένου Sulphur Black απλοποιεί επίσης τη διαδικασία και μειώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

VIII. Συσκευασία και αποθήκευση

8.1 Προδιαγραφές συσκευασίας

Τα παραδοσιακά προϊόντα Sulphur Black συσκευάζονται συνήθως σε σιδερένια τύμπανα επενδυμένα με πλαστικές σακούλες, με καθαρό βάρος 25 κιλά ανά τύμπανο. Τα διαλυτοποιημένα προϊόντα χρησιμοποιούν επίσης συσκευασία σιδερένιου τυμπάνου, που διατίθεται σε μεγέθη 25 ή 50 κιλών. Άλλες επιλογές συσκευασίας, όπως υφαντές σακούλες ή χαρτοκιβώτια μπορούν να διευθετηθούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις του χρήστη.

8.2 Συνθήκες αποθήκευσης και μεταφοράς

Για αποθήκευση, το Sulphur Black θα πρέπει να διατηρείται σε ξηρό, καλά-αεριζόμενο μέρος μακριά από το άμεσο ηλιακό φως, προστατεύοντάς το από την υγρασία και τη θερμότητα. Κατά τη μεταφορά, ο χειρισμός των εμπορευμάτων πρέπει να γίνεται με προσοχή για να αποφευχθεί η καταστροφή της συσκευασίας. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο διαλυτοποιημένο Sulphur Black λόγω της ισχυρής υγροσκοπικότητας του.

IX. Τάσεις Τεχνικής Ανάπτυξης

Η ανάπτυξη του Sulphur Black οδεύει προς πιο φιλικές προς το περιβάλλον επιλογές, με υγρά και φιλικά προς το περιβάλλον προϊόντα που αντικαθιστούν σταδιακά τις παραδοσιακές μορφές σκόνης, μια τάση που έχει ήδη υιοθετηθεί ευρέως στην Ευρώπη και την Αμερική. Η διαλυτοποίηση επεκτείνει τις εφαρμογές σε τομείς όπως το δέρμα και το χαρτί, αυξάνοντας την αξία του προϊόντος. Οι βελτιώσεις σταθερότητας σημαίνουν ότι τα υγρά προϊόντα προσφέρουν καλύτερη σταθερότητα αποθήκευσης και μεταφοράς από τις μορφές σκόνης, αποφεύγοντας τα σημαντικά ζητήματα παρτίδας-έως-παραλλαγής που είναι κοινά με τις σκόνες. Η απλοποίηση της διαδικασίας με νέους τύπους προϊόντων εξαλείφει την ανάγκη για διάλυση θειούχου νατρίου, μειώνοντας τα απόβλητα πρώτων υλών και μειώνοντας το κόστος επεξεργασίας των λυμάτων.

Αυτή η κλασική βαφή, με πάνω από έναν αιώνα ιστορίας, συνεχίζει να αναζωογονείται μέσω της τεχνολογικής καινοτομίας, διατηρώντας το πλεονέκτημα κόστους της ενώ εξελίσσεται προς μεγαλύτερη φιλικότητα προς το περιβάλλον, αποτελεσματικότητα και σταθερότητα.